【手続補正書】
【提出日】平成18年10月20日(2006.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】投影露光装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光源からの光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを基板上に投影する投影光学系と、を備える投影露光装置において、
前記基板の露光量を制御する制御装置を備え、
前記照明光学系は、前記光源からの光を集光する集光ミラーを有し、
前記制御装置は、前記光源と前記集光ミラーとの相対位置を変化させることにより、前記基板に到達する前記光源からの光の量を減少させ、前記基板上の照度を調整することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】  前記基板の露光量を計測する露光量センサーを更に備え、
前記制御装置は、前記露光量センサーの出力に基いて前記基板の露光量を制御することを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項３】  前記相対位置と前記基板上の照度との関係をあらかじめ関連付けることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項４】  各照明条件において、前記相対位置と前記基板上の照度との関係をあらかじめ関連付けることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項５】  請求項１乃至４のいずれか一項記載の投影露光装置を用いて基板を露光し、露光した前記基板を現像することを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、照度制御を行う投影露光装置に関し、特に、半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像素子又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工程中で使用される投影露光装置に関する。本発明は、一括露光型の投影露光装置にも使用できるが、マスク上のパターンの一部を感光性の基板上に投写した状態でそのマスクおよび基板を投影光学系に対して同期して走査することにより、そのマスクのパターンを逐次その基板上の各ショット領域に転写露光する、ステップ−アンド−スキャン方式等の走査露光型の投影露光装置に適している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
図１３に従来技術における、高圧水銀ランプなどの、特定の分布を持って特定の範囲から光を発散する光源を用いて、パターンを均一に照明するように照度制御を行い、照明されたパターンを基板上に投影する投影光学系を有する走査型投影露光装置を示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
従来の技術では、基板１２上の照度Ｉは１８で示した光路中に置かれた透過率が可変な減光装置によって変えていた。透過率が可変な減光装置１８とは、例えば、ターレット状に数種の透過率の異なる光学部材を配置し、それを選択することにより透過率を可変にする減光装置や、光線となす角度によって反射率の異なるミラーの角度を変えて透過率を可変とする減光装置などが考えられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来の技術においては、基板上の照度を変えるために、光路中に置かれた透過率が可変な減光装置１８を用いていた。しかし、減光装置１８に用いられる透過率を変えている光学部材は、光線の光学部材に入射する角度によって透過率が変わるという角度特性を持っている。例えば、ターレット上に数種の透過率の異なる光学部材を配置し、それを選択することにより透過率を可変にする減光装置において、所望の透過率を持った光学部材は、素ガラスに多層膜を着けたものからできている。多層膜は、屈折率と膜の厚さにより透過率を決めているが、斜めに入射したものは、垂直に入射したものに比べて、膜の厚さが見かけ上厚くなる。このため、光線の光学部材に入射する角度によって、透過率が異なる。透過率が角度によって異なることは、減光装置以降で照明光が均一ではない角度分布を持つことになり好ましくない。よって、減光装置に入射する照明光の角度分布が広がっていない場所に、減光装置１８を配置するのが望ましい。光学において良く知られているように、光学系の途中において、光束の位置分布の広がりが小さい場所では、角度分布の広がりが大きく、光束の位置分布の広がりが大きい場所では、角度分布の広がりが小さい。よって、減光装置１８は位置分布の広がっている場所に配置することが望ましいことになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、光源からの光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを基板上に投影する投影光学系と、を備える投影露光装置において、前記基板の露光量を制御する制御装置を備え、前記照明光学系は、前記光源からの光を集光する集光ミラーを有し、前記制御装置は、前記光源と前記集光ミラーとの相対位置を変化させることにより、前記基板に到達する前記光源からの光の量を減少させ、前記基板上の照度を調整している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図４は、本発明の照度制御を行う投影露光装置の光路図である。従来例と同一の符号の部材は、同一の機能を有するので、従来例と異なる点についてのみ説明する。２０は可動なランプステージであり、３軸駆動が可能であり、光軸方向への移動、およびそれに垂直する方向へ光源を動かすことが可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図４に示した照度制御を行う投影露光装置では、光源の移動のみで基板上の照度Ｉの調整を行うが、所望の減光を行うのに、光源の移動距離が大きく、ランプステージの可動範囲が取れない場合などには、図１３に示した減光装置１８と併用することも考えられる。この場合、被照明面の照度の租調整の光路中に置かれた減光手段で行い、微調整を、光源の集光ミラーに対する相対位置の移動で行えばよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図６は、光強度均一化部材を一つだけ用いる本発明の照度制御を行う投影露光装置の光路図である。図６に示すように、この装置においては、集光ミラー２の第２焦点の光強度分布の変化が、そのまま光強度均一化部材としてのハエノ目レンズ６の入射面の光強度分布に影響をおよぼす。前述のように、本発明は、光源の集光ミラーに対する相対的な位置を変えて、集光ミラーの第２焦点での光強度分布を変えて照度を調整するので、照度を調整した際に、ハエノ目レンズ６の入射面での光強度分布も変わる。従って、図６に示す装置の場合は、投影露光装置のように照明条件への要求が厳しいものについては好ましくなく、内面反射部材とハエノ目レンズ、もしくはハエノ目レンズとハエノ目レンズ、ハエノ目レンズと内面反射部材、内面反射部材と内面反射部材のように、第２焦点における光強度分布の位置分布と角度分布を共に均一にして、被照明面を照明するように、均一化手段が２つ以上あることが望ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図７は、本発明の参考例である照度制御を行う投影露光装置の光路図である。開口の異なる複数の絞りをターレット状に配置した可変開口絞り２２を備えている。開口を切り替えることによって、遮光量を変え、内面反射部材４に入射する光線数を制御する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図８は、本発明の他の参考例である照度制御を行う投影露光装置の光路図である。虹彩絞り２２２を備えている。図８に示すように、可変開口絞り２２に替えて、連続的に開口の大きさを変えることができる虹彩絞り２２２を光学系３の後方に設けてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図９は、本発明の他の参考例である照度制御を行う投影露光装置の光路図である。ズーム光学系２４を備えている。ズーム光学系２４は簡単のため２枚のみ図示している。ズーム光学系２４の倍率を替えることによって、絞り２３の位置での光束の大きさを変えている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
ヘルムホルズ・ラグランジュの関係を説明するための光路図
【図２】
楕円ミラーにおける発光点と集光度を説明するための光路図
【図３】
光源位置と基板上の照度の関係を示すシュミレーション結果のグラフ
【図４】
本発明の照度制御を行う投影露光装置の光路図
【図５】
ハエノ目レンズを２個備えた本発明の照度制御を行う投影露光装置の光路図
【図６】
光強度均一化部材を一つだけ備えた本発明の照度制御装置を行う投影露光装置の光路図
【図７】
可変開口絞りを備えた本発明の参考例である照度制御を行う投影露光装置の光路図
【図８】
可変開口絞りに替えて用いる虹彩絞りの機能を説明するための光路図
【図９】
ズーム光学系を備えた本発明の他の参考例である照度制御を行う投影露光装置の光路図
【図１０】
ズーム光学系の機能を説明するための光路図
【図１１】
本発明の投影露光装置を用いる半導体デバイスの製造工程を説明するためのフローチャート
【図１２】
半導体デバイスの製造工程におけるウエハプロセスのフローチャート
【図１３】
従来の照度制御を行う投影露光装置の光路図
【符号の説明】
１  光源
２  集光ミラー
３  光学系
４  内面反射部材
５  光学系
６  ハエノ目レンズ
７  光学系
８  照明領域を制御する絞り
９  リレー光学系
１０  マスク
１１  投影光学系
１２  基板
１３  ステージ
１４  ステージ上に取り付けられた露光量センサー
１５  ハーフミラー
１６  基板と共役位置に置かれた露光量センサー
１７  露光量制御装置
１８  減光手段
１９  シャッター
２０  ランプステージ
２１  ハエノ目レンズ
２２２  虹彩絞り